Ontologie 1032020 Nannan Xinxin Qizhi 1 Agenda Warum

Ontologie 10/3/2020 Nannan Xinxin Qizhi 1

Agenda èWarum brauchen wir Ontologie und was ist sie denn? Ø Methode zur Entwicklung von Ontologien Ø Ontologie in der Praxis. 10/3/2020 2

Beispiel : Begriff aktiviert Symbol „Jaguar“ 10/3/2020 referenziert Stehen für Gegenstand ? 3

Was sind die Probleme? (1) ¡ Der Mangel von gemeinsamer Verständnisse (shared understanding) führt zu: Schlechte Kommunikation zwischen den Menschen und ihre Organisationen Schwiriegkeit von Identifikation und Spezifikation der Anforderungen eines Systems 10/3/2020 4

Was sind die Probleme? (2) ¡ Verschiedene modelierungs. Methode, Paradigmen, Sprachen und Werkzeuge der Software beschränkt: die Inter Operationsfähigkeit (Operability) das Potential für Wiederverwenderbarkeit und gemeinsame Benutzbarkeit => mehr Vergeuden 10/3/2020 5

Um die Probleme zu lösen Reduzierung und Beseitigung begrifflicher und terminologischer Verwirrung => gemeinsame Verstandnisse ¡ Einheitlicher Rahm für verschiedene Sichtpunkte Lösungsansatz: einheitliche und verständliche Terminologie mit entsprechenden Konzepten ¡ 10/3/2020 6

Ontologie 10/3/2020 7

Was ist Ontologie? (Philosophie) ¡ Ursprünge in Griechisch: Ontos ( Sein ) Logos ( Wort ) ¡ Lehre vom Sein – Möglichkeiten, Bedingungen des Seienden ¡ im 19. Jh. von deutsche Philosophie für Seinslehre benutzt, als Abgrenzung zu anderen Lehren 10/3/2020 8

Was ist Ontologie? (Informatik 1) ¡ An ontology is a specification of a conceptualization. (Tom Gruber, 1993) 10/3/2020 9

Begriff: Ontologie (Informatik 2) ¡ explizite, formale Spezifikation einer gemeinsamen Konzeptualisierung ¡ Beschreibung von Wissensbereichen mit standardisierter Terminologie ¡ Festlegung von Beziehungen, Ableitungsregeln der definierten Begriffe 10/3/2020 10

Beispiel : (Wiederholung) Begriff aktiviert Symbol „Jaguar“ 10/3/2020 referenziert Stehen für Gegenstand ? 11

Beispiel : (Wiederholung) Begriff aktiviert Symbol referenziert Stehen für Gegenstand „Jaguar“ 10/3/2020 12

Bestandteile Ontologie Definiertes Basisvokabular 10/3/2020 Entitäten(Entity) und Definitionen darauf Beschreibung der untereinander bestehenden Beziehungen 13

Beispiel : semantische Netze Definition Bibliothek Buchladen hat Definition hat Ist ein Taschenbuch 10/3/2020 Definition Ist ein Druckerzeugnis Definition 14

Agenda Ø Warum brauchen wir Ontologie und was ist sie denn? èMethode zur Entwicklung von Ontologien Ø Ontologie in der Praxis. 10/3/2020 15

Methode zur Entwicklung von Ontologien n keine Standardmethode für die Entwicklung von Ontologien. n keine klare abgrenzbare ontologie technik n Vorgeschlagene Methode Skelettartige Methode 10/3/2020 16

Skelettartige Methode Zweck identifizieren Erfassen Dokumentation Programmieren Exterme integrieren Leitlinien Klarheit Kohärenz Erweiterbarkeit Entwicklung der Ontologie Evaluation 10/3/2020 17

Zweck indentifizieren 1. Welchen Bereich soll die Ontologie abdecken? 2. Wofür soll die Ontologie benutzt werden? 3. Für welche Fragen soll die Ontologie Antworten anbieten? • Identifikation des Zwecks und des Umfangs 10/3/2020 18

Entwicklung der Ontologie Drei Aspekte für Ontologie sind: Ontologie erfassen Ontologie programmieren Existierende Ontologien integrieren 10/3/2020 19

Skeletartige Methode Zweck identifizieren Erfassen Dokumentation Programmieren Exterme integrieren Leitlinien Klarheit Kohärenz Erweiterbarkeit Entwicklung der Ontologie Evaluation 10/3/2020 20

Kaffemachine Kaffee Capucino . . Latte Machiato Möglichkeiten zusammensammeln 10/3/2020 Espresso 21

Definitionen erzeugen ¡ Was ist Kaffee Definition. . . ¡ Was ist Kaffeemaschine Definition. . . ¡ Was ist Capucino Definition. . . 10/3/2020 22

Folgende Schritt ¡ Review 10/3/2020 23

Skelettartige Methode Zweck identifizieren Erfassen Dokumentation Programmieren Exterme integrieren Leitlinien Klarheit Kohärenz Erweiterbarkeit Entwicklung der Ontologie Evaluation 10/3/2020 24

Skelettartige Methode Zweck identifizieren Erfassen Dokumentation Programmieren Exterme integrieren Leitlinien Klarheit Kohärenz Erweiterbarkeit Entwicklung der Ontologie Evaluation 10/3/2020 25

Skelettartige Methode Zweck identifizieren Erfassen Dokumentation Programmieren Exterme integrieren Leitlinien Klarheit Kohärenz Erweiterbarkeit Entwicklung der Ontologie Evaluation 10/3/2020 26

Evaluation ¡ G'omez P'erez bietet eine gute Definition der Evaluation im Kontext des Knowledge sharing an: “to make a technical judgment of the ontologies, their associated software environment, and documentation with respect to a frame of reference … The frame of reference may be requirements specifications, competency questions, and/or the real world. ” 10/3/2020 27

Skelettartige Methode Zweck identifizieren Erfassen Dokumentation Programmieren Exterme integrieren Leitlinien Klarheit Kohärenz Erweiterbarkeit Entwicklung der Ontologie Evaluation 10/3/2020 28

Dokumentation ¡ Schlechte Dokumentationen sind die Hauptbarriere bei der Nutzung und Wiederverwendung von Ontologien. ¡Alle wichtigen Annahmen dokumentieren 1. von der Ontologie definierte Konzepte 2. primitiven Konzepte. ¡Mögliche Tools: Ontolingua KSL ontology Editor 10/3/2020 29

Skelettartige Methode Zweck identifizieren Erfassen Dokumentation Programmieren Exterme integrieren Leitlinien Klarheit Kohärenz Erweiterbarkeit Entwicklung der Ontologie Evaluation 10/3/2020 30

Leitlinien für die Entwicklung ¡ Klarheit: ¡Mehrdeutigkeiten vermieden werden, ¡Unterschiede begründen ¡Beispiele gegeben werden, um dem Leser zu helfen. ¡ Kohärenz: ¡Es soll in sich konsistent sein. ¡ Erweiterbarkeit: ¡Vorgesehen ist ¡Konzepterweiterung möglich ist 10/3/2020 31

Agenda Ø Wieso Ontologies und was sind sie denn ? Ø Methode zur Entwicklung von Ontologien èOntologie in der Praxis. 10/3/2020 32

Ontologien in der Praxis Kommunikation Inter Operabilität Systemengineering 10/3/2020 33

Kommunikation Konstruktion der normativen Modelle von Systemen Darstellung eines Netzwerkes von Beziehungen Anbietung eindeutiger Definitionen für Begriffe in Softwaresystemen Integration unterschiedlicher Perspektiven von Nutzern in einem System 10/3/2020 34

Inter-Operabilität Interne Inter Operabilität Externe Inter Operabilität Integrierte Ontologien zwischen verschiedenen Domänen Integrierte Ontologien zwischen verschiedenen Tools 10/3/2020 35

System engineering Spezifikation Zuverlässigkeit Wiederverwendbarkeit 10/3/2020 36

Ein Beispiel Das Semantic Web 10/3/2020 37

Idee des Semantic Webs ¡ Automatisierte Zugriff auf Informationen, dank maschinenverständlicher Semantik der Daten ¡ Ermöglicht völlig neue Dienste, welche die gewaltige Informationsmenge im Internet mit der Rechenleistung heutiger Computer paaren 10/3/2020 38

Sensa Technologies Unternehmer Beruf Umsatz Besitzer von 1, 2 Mio Euro Georg Eichner Kind von Weber Andrea Weber Wohnort Frankfurt Weber State University Die Weber Autor Gerhard Hauptmann 10/3/2020 39

Sprachen des Semantic Webs ¡ XML ¡ RDF ¡ DAML+OIL 10/3/2020 40

Ausblick 10/3/2020 41

Ende 10/3/2020 42